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Taschenwarngerät fur radioaktive Strahlen.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Taschenwarngerät für radioaktive
Strahlen, insbesondere Gammastrahlen, mit einem Geiger-Müllerzählrohr als Strahlendetektor,
durch das bei Überschreiten einer vorgegebenen zulässigen Dosisleistung ein akustisches
Warnsignal ausgelöst wird. Bei einem der hierfür bekannten Geräte wird nach Überschreitung
einer einstellbaren Dosisleistungsgrenze ein Warnton ausgelöst, der bei weiterer
Steigerung der Dosis leistung seine Frequenz erhöht. Es entsteht dadurch in Momenten
stärkerer Exposition ein-sirenenarti$ aufheulender Alarmton, der in jedm Falle Beachtung
findet. Dabei werden Zählrohrimpulse in einen der Impulsfrequenz proportionalen
Gleichstrom umgeformt und dieser mit Hilfe eines einstufigen Transistor-Verstärkers
auf die notwendige Steuerspannungsamplitude E st verstärkt. Die folgende Tonfrequenzgeneratorstufe
ist als Sperrsciriinger geschaltet, der im Ruhezustand durch eine negative Vorspannung
am Transistor gesperrt ist. Diese Vorspannung kann durch eine als "Schwellenregelung"
bezeichnete Einheit verändert und einer Dosisleistungsgrenze zugeordnet werden,
Erst beim Anwachsen von E so über die Vorspannung hinaus, wird der Sperrschwinger
entriegelt, und das Gerät gibt Alarm. Mit steigender Steuerspannung Est. wird über
RC-Glieder die Sperrschwingerfrequenz gleiczeitig erhöht,
so daß
mit wachsender Dosisleistung ein sirenenartiges Aufheulen des Wanngerätes erzielt
wird. Im Gegensatz zu anderen bekannten Geräten ist es dabei möglich, aus der Höhe
der Tonfrequenz auf die Größe der momentanen Dosisleistung zu schließen. Geräte
mit optischer Anzeige haben sich für diesen Zweck als unbrauchbar erwiesen, da es
bei klinischen und chemischen Arbeiten unmöglich ist, gleichzeitig die Skala eines
Meßgerätes im Auge zu behalten.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die akustische Warnung
mit einer optischen Anzeige derart zu kombinieren, daß es dennoch bei akustischer
Warnung ohne Ablenkung von der jeweiligen Tätigkeit möglich ist, einen Blick auf
das Anzeigegerät zu werfen und daß bei Ausfall der akustischen Warneinrichtung wenigstens
die optische Anzeigevorrichtung wirksam bleibt. Da man ein derartiges Taschenwarngerät
dann. im gewissen Umfang zugleich auch als Meßgerät verwenden kann, ist es eine
weitere Aufgabe der Erfindung, die Schaltung so aufzubauen, daß sie trotz r großer
Meßempfindlichkeit unempfindlich gegen Übersteuerung durch eine zu große Strahlendosisleistung
ist. Bei der Lösung dieser Aufgabe wird davon ausgegangen, daß derartige Taschenwarngeräte
in der oberen Tasche eines Kittels getragen werden. Bei dem Taschenwarngerät für
radioaktive Strahlen, insbesondere Gammastrahlen, mit einem Qeiger-Müllerzählrohr
als Strahlendtektor, durch das bei Überschreiten einer vorgegebenen zulässigen Dosisleistung
ein akustisches Warnsignal ausgelöst wird, nach der Er-. findung9wird sie dadurch
gelöst, daß neben dem Geber (1) für das akustische Signal ein anzeicgegerät (2)
für die Größe der Dosisleistung vorhanden ist, das anspricht, wenn die zulässige
Dosisleistung
überschritten ist, rund in der oberen Stirnseite
(3) des Taschenwarngerätes angeordnet ist. Die bezugszeichen bezichen sich dabei,
wie auch im folgenden, auf das in der Zeichnung dargestellte auführungsbeispiel.
In der Zeichnung zeigt Figur i die Rausform des Taschenwarngerätes, das über den
Schalter 17 eingeschaltet und dessen Empfindlichkeit über den Stellknopf 18 verändert
werden kann. Figur 2 gibt das Schaltungsprinzip wider.
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Gemäß des Srfindungsgedanken ist das Anzeigegerät (2) in Reihe geschaltet
mit der Geber (1) für das akustische Signal, der durch einen hochohmigen Widerstand
(4) überbrückt ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Anzeigegerät (2) zur Veränderung
seines Ausschlages und des Verlaufes der Anzeigeempfindlichkeit in Reihe rit einem
anpassungswiderstand (5) und parallel zu eine. weiteren Widerstand (6) und einer
Diode (7) geschaltet ist. Bin weiterer Erfindungsgedanke besteht darin, daß die
Reihenschaltung des Gebers (t) filr das akustische. Signal und des Anzeigegerätes
(2) an einen Schwingungskreis aus einer Induktivität (8) und einem Kondensator (9)
angeschlossen ist, der zu gedämpften Schwingungen im Hörbereich durch den Zündstrom
einer Glimmlampe (10) angestoßen wird. Erfindungsgemäß wird dabei die den Schwingungskreis
anstoßende Glimmlampe (10) über einen hochohmigen Widerstand (11) an einen Kondensator
(12) angeschlossen, der durch das Zählrohr (13) entladen und iiber einen Widerstand.
(14) aufgeladen wird. Eine zweckmäßige Ausbildung des Erfindungsgedankens ist es,
wenn zwischen den Schwingungskreis und die Reihenschaltung aus dem Geber (1) des.
akustischen
Signales und dem Anzeigegerät (2) eine Zwischenstufe aus zwei Transistoren (15,
i6) in Darlington-Schaltung geschaltet ist, in deren Kollektorkreis die Reihenschaltung
liegt.
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Die Wirkungsweise dieser Schaltung nach der Erfindung sei an der Figur
2 erläutert. Es handelt sich bei ihr um eine Integrierschaltung mit Nulleffektunterdrückung,
die über die Klemme (19) an einer negativen Spannung von etwa 500 V und über die
Klemme (20) an einer negativen Spannung von etwa 10 V liegt. Im Ruhezustand ist
der Kondensator (12) über den Widerstand (14) auf 500 V aufgeladen. Parallel zu
diesem Kondensator liegt die Reihenschaltung aus Zählrohr (13) und hochohmigen Widerstand
(21). Bein Eintreffen eines Strahlungsquants entlädt das Zählrohr mit jedem Impuls
teilweise den Kondensator (12), wodurch dessen mit dem Widerstand (14) verbundene
Elektrode negativ gegen Nasse wird. Sind die Pausen zwischen den eintreffenden Impulsen
groß, ist also die Dosisleistting niedrig, dann wird der Kondensator über den Widerstand
(14) jeweils wieder nachgeladen. Treffen die impulse in schnellerer zeitlicher Folge
ein, dann wird die Spannung am. Kondensator (12) soweit abfallen, daß die Glimmlampe
(10) über den Widerstand (11) zündet und die fehlende Ladung auf dem Kondensator
(12) ergänzt. Hierbei wird durch den Zündstrom der Glimmlampe der schwingungskreis,
gebildet aus den Induktivität (8) und dem Kondensator (9), zu gedämpften Schwingungen
(im Hörfrequenzb@reich angestoßen. Diese Schwingungen gelangen zur
in
Darlingtonschaltung geschalteten Zwischenstufe aus den Transistoren 15 und 16. Im
Kollektorkreis des Transistors 16 liegt die Reihenschaltung aus dem Geber für das
akustische Signal, der im Ausführungsbeispiel ein Lautsprecher (t) ist, mit Widerstand
(4) und Anpassnetzwerk mit dem Anzeigegerät (2). Mit den Widerständen (5) und (6)
sowie der Diode (7) ist es möglic, den Ausschlag des Anzeigegerätes (2) einzustellen
und die Kurvenform der Anzeigeempfindlichkeit zu variieren. Man erreicht dadurch
im empfindlichen Teil eine etwa lineare Anzeige der Dosisleistung, dagegen im Bereich
hoher Dosisleistungen eine etwa quadratische oder quasilogarithmische Anzeige.
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Der Widerstand (4) parallel zur Schwingspule des- Lautsprechers bewirkt
außer einer Dämpfung, daß bei Defektwerden der Lautsprecherschwingspule die Anzeige
am Anzeigegerät noch erhalten bleibt, so daß das Taschenwarngerät nicht völlig ausfällt.
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Durch diese Schaltung ist sichergestellt, daß auch bei Durchzünden
des Zählrohres die Glimmlampenschaltung die Warneinrichtung sicher auslöst. Ist
ein Warnsignal ausgelöst, dessen Tonhöhe schonein Maß für die Dosisleistung sein
kann, so kann man durch einen schnellen Blick auf das Anzeigegerät die Größe der
Dosisleistung genauer feststellen, ohne dabei das Taschenwarngerät berühren oder
in eine andere Lage bringen zu müssen.
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Zum stand der Technik sei hingewiesen auf : Atompraxis, 1959, Hft
7/8, Dietrich Frost, Über die Senkung der Personendosis durch ein individuelles
Strahlenwarngerät; bAs l 2i0 492.